JPH11508836A - 溶融熱可塑性ポリマーの成形機への分配装置及び分配方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 時系列で作動している複数の成形機に、溶融熱可塑性材料を分配するための方法及び装置が開示され、本発明は特に、成形プラスチック物品を製造するのに、溶融ポリエステル（通常、ポリエチレンテレフタレート又はそのコポリマー）を射出成形機に直接移送するのに適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】 溶融熱可塑性ポリマーの成形機への分配装置及び分配方法技術分野 本発明は、時系列（timed sequence）で作動している複数の成形機に、溶融熱 可塑性材料を分配する方法及び装置に関する。本発明は特に、成形プラスチック 物品を製造するために、溶融ポリエステル（通常、ポリエチレンテレフタレート 又はそのコポリマー）を射出成形機に直接移送するのに適用可能である。発明の背景 溶融熱可塑性材料からの殆どの成形物品の製造に於いて、材料を最初に固化さ せ、そしてペレット化することが一般的に実施されている。次いでペレットは貯 蔵され、後に成形工程で使用される。本発明は特に、ポリエチレンテレフタレー ト(PET)のような縮合ポリマー及びその溶融状態にある材料を、材料の流れが実 質的に一定であるように時系列で運転されている複数の成形機に直接移送するこ とに関して有用である。 米国特許第4,470,796号は、プリフォーム又はその他の物品が、押出機によっ て供給される可塑化した樹脂の連続流から連続的に成形される中空プラスチック 物品の製造方法及び製造装置に関係している。このプリフォームは複数個の金型 内で連続的に成形され、直ちに金型から吹込成形装置に移送され、そこでプラス チック物品に吹込成形される。図面の簡単な説明 図１は、本発明による溶融熱可塑性材料のフローパターンを示す図面である。 図２は、溶融熱可塑性材料が連続供給からディストリビューターを通って複数 の成形機に連続的に供給される手段を示す図面である。 図３は、熱可塑性材料の流れを、成形機に至る導管に向けるディストリビュー ターの断面図である。 図４は、図３の線４−４に沿って切断した断面図である。 図５は、連続供給からの溶融熱可塑性材料の実質的に一定の流れを達成するた めのシーケンスに於ける、成形機を作動させるシーケンスを示す図面である。発明の詳細 本発明に従えば、ａ）溶融熱可塑性材料を連続供給する供給手段、 ｂ）供給手段からの材料を受ける、供給手段に接続されたディストリビュータ ー、 ｃ）材料を、加圧下にディストリビューターに供給する手段、 ｄ）ディストリビューターを複数の成形機の供給口に接続する、実質的に等し い長さで、かつ材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中断されない流れで通 過させる形状をした複数の導管、 ｅ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定であるように 、供給材料を受け、それを成形物品に成形するように、所定の時系列で各成形機 を作動させる手段、 ｆ）成形物品を吐出する手段、及び ｇ）工程ｅ）及びｆ）を順に繰り返す手段 を含んでなることを特徴とする成形熱可塑性物品の製造装置が提供 される。 本発明によれば、また、ａ）溶融熱可塑性材料を連続的に供給し、 ｂ）実質的に等しい長さで、かつ材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中 断されない流れで通過させる形状をした複数の導管を通して複数の成形機の供給 口に前記連続供給物を分配し、 ｃ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定である、供給 材料を受けるような、所定のシーケンスで各成形機の供給口を開き、 ｄ）複数の成形機の少なくとも２つで１個又はそれ以上の物品を成形し、そし て ｅ）成形後、各物品を吐出する ことを含んでなることを特徴とする成形熱可塑性物品の製造方法が提供される。 本発明の方法で特に有用なポリマーには、ポリ（エチレンテレフタレート）、 ポリ（エチレンナフタレンジカルボキシレート）並びに約50モル％以下の変性二 塩基酸及び／又はグリコールを含有するコポリエステルが含まれる。変性二塩基 酸は、約２〜約40個の炭素原子を含有し、イソフタル酸、アジピン酸、グルタル 酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、ダイマー酸、シス−又はトランス− １，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸の種々の異性体 等を含む。 非常に有用なナフタレンジカルボン酸には、２，６−、１，４−、１，５−又 は２，７−異性体が含まれるが、１，２−、１，３−、１，６−、１，７−、１ ，８−、２，３−、２，４−、２，５−及び／又は１，８−異性体も使用するこ とができる。この二塩基酸は酸の形で又は例えばジメチルエステルのようなそれ らのエステル として使用することができる。 典型的な変性グリコールは、約３〜約10個の炭素原子を含んでいてよく、プロ ピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１， ６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオー ル、１，４−シクロヘキサンジメタノール等を含む。１，４−シクロヘキサンジ メタノールは、シス形若しくはトランス形又はシス／トランス混合物であってよ い。 熱可塑性材料のインヘレント粘度（I.V.）は成形用に適していることが重要で ある。一般的に、I.V.は約0.65〜1.0、好ましくは約0.70〜0.90の範囲内である 。本明細書で使用するI.V.は、フェノール60重量％及びテトラクロロエタン40重 量％からなる溶媒100mL当たり0.50ｇのポリマーを使用して25℃で測定する。 図１を参照して、ディストリビューター18に至る導管20には好ましくは、リリ ーフ弁24を経てペレタイザー26に至るライン22が設けられており、これはスター トアップ又はシステムアップセット（upsets）の間に分配システムからの溶融熱 可塑性材料を転送する（又は逃がす）ために有用である。この転送する材料は、 処分又は後で使用するために一般的な方法で固化され、ペレット化することがで きる。 溶融熱可塑性材料は、均一性を確保するためにディストリビューター18に入る 直前で、ミキサー19、好ましくはスタティックミキサー（その構造は当該技術分 野でよく知られている）を通って流れる。 本明細書に記載された装置及び方法は、９個のステーションシステム（９台の 成形機）を参照して一般的に記載するが、ステーションの数をこれには限定する ものでないことはいうまでもない。例え ば、２個のように僅かなものも使用できる。しかしながら、図１には、ステーシ ョンの残りは同様の構成であるとの理解で、３個だけのステーションを示す。 ディストリビューター18から、溶融材料は、導管28，30及び32を通って、それ ぞれ成形機34，36及び38の方に流れる。本発明に於いては必要ではないが、所望 により材料がそれぞれインジェクター40，42及び44に入るとき、静的混合装置（ 図示せず）を使用することができ、保全又は修理のために機械を停止した後で廃 棄材料を取り扱うために、パージライン46，48及び50を、それぞれ導管28，30及 び32に接続することができる。 インジェクターは、所定のシーケンスで、時間調節された油圧システムによっ て、好ましくはラム又はそれぞれのプランジャーを動かして、ディストリビュー ター18から溶融材料を連続的に流すために、コンピュータシステムによる一般的 な方法で運転され又は作動される。油圧システムは一般的であり、逆止弁54を通 りアキュームレータ56を通る作動油を、それぞれインジェクター64，66及び68に 作用するソレノイド作動三方弁58，60及び62の中に賦勢するシステムを介してポ ンプ52により運転される。作動油を所定の時系列でインジェクターの油圧シリン ダーに供給するために、好ましくはコンピュータにより時系列で運転されるもの がソレノイド弁である。流れ調節弁70，72及び74が油圧ライン76，78及び80の中 に配置され、これらのラインは、それぞれバイパス82，84及び86と組み合わさっ て、溶融熱可塑性材料をそれぞれ金型90，92及び94の中に賦勢する方向に、イン ジェクター64，66及び68のピストンを賦勢するために十分な圧力で、作動油を通 過させる。それぞれの射出行程が完了すると、ソレノイド弁は、溶融材料の圧力 が、シリンダーに再充填するためにラムを押し戻すように作動される。これは、 作動油を流れ 調節弁パイパスを通して逆流させることによって行われる。 図３及び４を参照して、入口100並びに溶融熱可塑性材料の流れを個々の成形 機に向けるための複数個の出口102，104，106，108，110及び112を有するディス トリビューター18が示されている。ディストリビューター18は便宜的に、ときに はディストリビューターブロックと呼ばれるもの、即ち、入口100から出口102〜 112に至る複数の通路を有するソリッドブロック(solid block)であってよい。デ ィストリビューターの内部の通路は、材料の流れからその中で生じる渦の可能性 を低下させるために、緩やかに湾曲している。また、供給から成形機に至る全て の導管は、渦の可能性を低下させるために真っ直ぐであるか又は緩やかに湾曲し ている。更に、ディストリビューター及び導管の内側は平滑である。ディストリ ビューター18及び導管は、所望により、例えば、溶融熱可塑性材料を所望の温度 に維持するための加熱材料が設けられたジャケットのような、一般的な加熱手段 を使用することによって加熱することができる。 成形機は、プラスチック部品を製造するのに使用される一般的な射出成形機で あってよい。これらの機械は、一般的な方法で、ある量の溶融熱可塑性材料を金 型キャビティ内に射出し、成形物品を固化させ、そして成形物品をそれから吐出 させ、その後このサイクルを繰り返すことによって運転される。成形物品の取り 扱いは、時限方式で作動するロボットによるような当業者によく知られている一 般的な方法によって行うことができる。 図５を参照して、それによって実質的に一定の材料の流れが達成される、各成 形機のインジェクターラムの位置が示されている図面が示されている。前記のよ うに、このラムは、油圧作動システムによって決定されるシーケンスで運転され 、好ましくはプログラムさ れた方式で時間調節される。左の図面及びその符号は、９台の成形機のそれぞれ のサイクル時間について示されている。しかしながら、単純化のために、５台だ けの成形機、即ちサイクル図面の一つ置きに一つを、右の図面に示す。サイクル 時間Ｔは、式Ｔ＝（ｎ×Ｗ×np）／Ｑ （但し、ｎ＝成形機の数、Ｗ＝各プリフォームの重量、np＝機械当りのプリフォ ームの数、Ｑ＝全ポリマー流速である）から計算され、例えば保全のために、１ 台の成形機が停止しているとき、Ｔは減少し、サイクル頻度は一定値Ｑを維持す るために増加する。 典型的な時間は下記の通りである。 サイクル時間＝22秒 金型内へのポリマーの射出−Ti＝〜１秒 プリフォーム冷却の間の連続プレス のための保持サイクル−Th＝〜（Ｔ−Ti）／２ 充填サイクル、次の射出のための キャビティの再充填ショット−Tf＝〜（Ｔ−Ti）／２ 以上、本発明をその好ましい態様を特に参照して詳細に説明したが、その変形 及び修正が本発明の精神及び範囲内で実施できることはいうまでもない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィンディス，ラリー ケイツ アメリカ合衆国，テネシー 37664，キン グスポート，ジェリー レーン 1212 (72)発明者 ストランド，マーク アラン アメリカ合衆国，テネシー 37664，キン グスポート，ウォーターフォード ドライ ブ 5123

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）溶融熱可塑性材料を連続供給する供給手段、 ｂ）供給手段からの材料を受ける、供給手段に接続されたディストリビュータ ー、 ｃ）材料を、加圧下にディストリビューターに供給する手段、 ｄ）ディストリビューターを複数の成形機の供給口に接続する、実質的に等し い長さで、かつ材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中断されない流れで通 過させる形状をした複数の導管、 ｅ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定であるように 、供給材料を受け、それを成形物品に成形するように、所定の時系列で各成形機 を作動させる手段、 ｆ）成形物品を吐出する手段、及び ｇ）工程ｅ）及びｆ）を順に繰り返す手段 を含んでなることを特徴とする成形熱可塑性物品の製造装置。 ２．供給導管に、ペレタイザーに接続されたバイパス導管を設け、それによっ て材料を選択された時間で転送するようにした請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．材料がポリエステルである請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．成形機が射出成形機である請求の範囲第１項に記載の装置。 ５．ａ）溶融熱可塑性材料を連続的に供給し、 ｂ）実質的に等しい長さで、かつ材料を実質的に等しい滞留時間で実質的に中 断されない流れで通過させる形状をした複数の導管を通して複数の成形機の供給 口に前記連続供給物を分配し、 ｃ）ディストリビューターを通過する材料の流れが実質的に一定である、供給 材料を受けるような、所定のシーケンスで各成形機の供給口を開き、 ｄ）複数の成形機の少なくとも２つで１個又はそれ以上の物品を成形し、そし て ｅ）成形後、各物品を吐出する ことを含んでなることを特徴とする成形熱可塑性物品の製造方法。